Asignaturas:
- ciclo de Atkinson-Miller
- Los orígenes del ciclo Atkinson-Miller
Ciclo de Atkinson-Miller:
Los motores con una relación de compresión alta pueden generar mucha potencia. Sin embargo, con cargas bajas (carga parcial), el motor es ineficiente: incluso con cargas bajas, se acumula una presión alta por encima del pistón, lo que causa ineficiencia y, por lo tanto, no es deseable en este caso. Para lograr una alta eficiencia a carga parcial con una relación de compresión más alta, algunos fabricantes aplican el principio de Atkinson-Miller. Los nombres Atkinson y Miller a veces se confunden y están fuera de lugar. El siguiente capítulo explica las diferencias y similitudes de estos inventos.
Según el principio Atkinson-Miller, la válvula de admisión se mantiene abierta durante más tiempo durante la carrera de compresión con carga parcial (aproximadamente 20 a 30 grados del cigüeñal): el aire de admisión regresa parcialmente al colector de admisión. La cantidad de aire sobre el pistón después de cerrar la válvula de admisión es mucho menor que en los motores donde la válvula de admisión se cierra al final de la carrera de admisión. Con un volumen de aire menor sobre el pistón, es necesario comprimir menos aire (menos fuerza contraria durante la carrera de compresión). La cantidad de combustible a inyectar ahora también es menor: menos aire también significa menos combustible.
La consecuencia de cerrar más tarde la válvula de entrada es un nivel de llenado más bajo. Esto es a expensas de la potencia del motor, pero beneficia la combustión general. El ciclo Atkinson-Miller es ideal para vehículos híbridos, porque el motor de combustión ya no es la única fuente de energía, sino que está apoyado por el motor eléctrico, o solo sirve para cargar el paquete de baterías (híbrido de serie). Además, cambiar la sincronización de la válvula en condiciones de funcionamiento distintas a las de carga parcial puede hacer avanzar la sincronización de la válvula de admisión.
Varios fabricantes aplican el principio Atkinson-Miller a los motores de combustión de sus coches híbridos. Se trata principalmente de fabricantes coreanos y japoneses: Hyundai, Honda y Kia.
Las imágenes siguientes muestran el diagrama de indicadores y el diagrama PV de un motor de gasolina normal junto al del motor de principio Atkinson. Dado que según el principio de Atkinson la compresión del aire comienza más tarde en la carrera de compresión, esto se refleja en estos diagramas. La reducción de la pérdida de compresión aumenta la eficiencia térmica.
El origen del ciclo Atkinson-Miller:
En la sección anterior discutimos la aplicación del ciclo Atkinson-Miller. En la literatura, los nombres de las técnicas de Atkinson y Miller a menudo se combinan, a pesar de que fueron dos invenciones separadas con el mismo propósito. La historia de los principios de Atkinson y Miller se describe a continuación.
Atkinson: James Atkinson (Gran Bretaña, 1882) trabajó en su invento donde podía aumentar la eficiencia de un motor de pistón aumentando la carrera de potencia. Mediante un complejo sistema de bielas y mecanismos de balanceo, la carrera del pistón en la carrera de potencia podía ser mayor que la de la carrera de admisión.
La animación muestra los cuatro trazos del conocido proceso de los cuatro tiempos:
- golpe de admisión (ingesta, ansaugen)
- carrera de compresión
- golpe de fuerza (expansión, trabajo)
- carrera de escape (escape, ausstossen)
El motor Atkinson no se desarrolló más en ese momento porque el diseño era demasiado complejo en ese momento y había demasiada pérdida de potencia.
Molinero: Ralph Miller (Estados Unidos, 1947) desarrolló la técnica en la que la válvula de admisión se cierra posteriormente para reducir la presión de compresión final (ver el capítulo anterior). Al cambiar la sincronización de las válvulas se consigue el mismo objetivo que con el principio de Atkinson: limitar la pérdida de energía mecánica en la carrera de compresión con menos aire. La diferencia entre los principios de Atkinson y Miller es que el Atkinson realiza golpes de compresión y potencia físicamente diferentes y el Miller con la salida de la sincronización de la válvula de admisión logra el mismo resultado termodinámico.
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